有氧呼吸与无氧呼吸
呼吸通常是通过用氧气燃烧食物,以三磷酸腺苷(ATP)的形式形成能量,但是在没有氧气的情况下还有另一种类型的呼吸发生,称为无氧呼吸。这两种主要的呼吸方式有许多不同之处,包括生物化学途径和产生能量的量。
什么是有氧呼吸?
根据定义,有氧呼吸是生物体细胞内发生的一系列事件,在有氧的情况下燃烧食物产生ATP。ATP是细胞内储存能量的最佳形式。经过有氧呼吸的整个过程,二氧化碳就形成了废物。糖(葡萄糖)、氨基酸和脂肪酸是呼吸过程中消耗最多的呼吸底物。有氧呼吸过程使用氧气作为最后的电子受体。整个呼吸过程包括糖酵解、丙酮酸的氧化脱羧、柠檬酸循环(Krebs循环)和氧化磷酸化。在所有的过程发生后,一个葡萄糖分子(C6H12O6)将净产生38个ATP分子。然而,由于膜泄漏和在这个过程中移动一些分子的努力,一个葡萄糖分子的净产量限制在30个左右。这一途径的规模是巨大的;人体内无数细胞通过有氧呼吸产生了数万亿个ATP分子,在产生同样数量的二氧化碳的同时,需要大量的氧气。所有这些需求和生产都是通过吸入和呼气的外部呼吸维持的,循环系统促进氧气和二氧化碳的上下输送。
什么是无氧呼吸?
呼吸对于获得能量是很重要的;然而,并不是世界上所有的地方都有氧气,这就要求生物体适应不同的技术,才能在这样的环境中生存。无氧呼吸是利用其他化学物质从有机物质中提取能量的方法之一。硫酸盐或硝酸盐化合物作为最后的电子受体。此外,这些末端电子受体的还原电位效率较低,而且每个葡萄糖分子只能产生几个ATP分子。通常,废物是硫化物、亚硝酸盐或甲烷,对人类和大多数其他动物来说都是难闻的气味。乳酸是通过无氧呼吸产生的另一种废物。有趣的是,无氧呼吸也可以发生在人体内,尤其是当需要大量氧气来进行快速肌肉运动时。在这种情况下,会产生乳酸,导致肌肉痉挛。厌氧呼吸是发酵的同义词,尤其是在糖酵解途径中,但乙醇和二氧化碳是发酵过程中产生的废物。
有氧呼吸和无氧呼吸有什么区别?•氧参与有氧呼吸,但不参与无氧呼吸。•有氧呼吸的能量产生效率远高于无氧呼吸。•在生物体中,有氧呼吸比无氧呼吸更常见。•厌氧呼吸中,根据终端电子受体的类型,废物的产生也不同,二氧化碳是有氧呼吸的主要废物。•有氧呼吸有助于维持大气中的含氧量,而无氧呼吸则有助于维持碳循环、氮循环等。 |